互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書智能強(qiáng)電箱設(shè)計(jì)方案

1、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書“智能強(qiáng)電箱”設(shè)計(jì)方案目 錄1 計(jì)劃摘要12 團(tuán)隊(duì)介紹33 行業(yè)分析44 產(chǎn)品介紹74.1 強(qiáng)電箱84.1.1 控制用高性能單片機(jī)84.1.2 PLC調(diào)制解調(diào)器模塊134.1.3 智能電表134.1.4 總斷路器154.1.5 防火、漏電保護(hù)開關(guān)184.1.6 分路斷路器184.1.7 網(wǎng)絡(luò)連接線路184.2 智能強(qiáng)電APP194.2.1 遠(yuǎn)程控制開關(guān)功能204.2.2 實(shí)時(shí)功率反饋功能214.2.3 空插座查找功能224.2.4 自動(dòng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)家庭用電量功能234.3 智能插座244.3.1 PLC模塊的概念254.3.2 PLC模塊的原理264.3.3 PLC

2、模塊的優(yōu)勢(shì)274.3.4 溫濕度傳感設(shè)計(jì)275 人員與組織結(jié)構(gòu)306 市場(chǎng)預(yù)測(cè)317 營(yíng)銷策略337.1 營(yíng)銷計(jì)劃337.2 定價(jià)戰(zhàn)略358 制造計(jì)劃361 計(jì)劃摘要當(dāng)今社會(huì)，智能家居的觸手已經(jīng)伸向了家用電器的方方面面，從智能電視到智能臺(tái)燈，從智能冰箱到智能電飯煲，智能化已經(jīng)成為家居行業(yè)前進(jìn)的方向。就目前來看，普通家庭都有一個(gè)強(qiáng)電箱和一個(gè)弱電箱，10年以前，強(qiáng)電箱內(nèi)是保險(xiǎn)絲和開關(guān)，弱電箱內(nèi)是各種電話線，電視線的接頭，而現(xiàn)在，隨著智能化家居的出現(xiàn)，智能路由器開始作為家庭弱電的核心進(jìn)入了千家萬戶，小米、360、極路由都推出了他們自家非常有特色的路由器，它們?cè)趥鹘y(tǒng)路由的基礎(chǔ)上，增加了許多實(shí)用而又方便

3、的功能，使大家的數(shù)字生活更加豐富多彩。但是反觀強(qiáng)電箱，卻很少有廠家涉及這個(gè)方面，我認(rèn)為，這主要是由以下幾個(gè)方面造成的，第一，在傳統(tǒng)的觀念里，強(qiáng)電箱都是深埋墻中的，只有在跳閘時(shí)才會(huì)考慮去擺弄一下，平時(shí)就藏在一個(gè)角落里，默默無聞，因此大家也就不會(huì)去重視它的智能與否。第二，強(qiáng)電箱中走的是220V交流電，電壓高，電流大，配電箱中電磁環(huán)境復(fù)雜，干擾情況較為常見，因此，半導(dǎo)體的工作穩(wěn)定性要打折扣。第三，強(qiáng)電不同于弱電，路由器出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，重啟一下便可正常工作，而強(qiáng)電箱的錯(cuò)誤或者失靈會(huì)嚴(yán)重威脅居民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，不能有失，這對(duì)強(qiáng)電箱的工作穩(wěn)定性提出了更高的要求。為了配合智能強(qiáng)電箱的開發(fā)，于是同時(shí)要開

4、發(fā)出這一款智能插座。放眼當(dāng)今家居應(yīng)用的插座，分為兩種：第一，是固定在家里墻壁上的電源插口，這些是整個(gè)房屋的電力基礎(chǔ)，也是在鋪設(shè)房間電力通路的時(shí)候所必須固定的。第二，則是帶有電力分配傳輸功能的插排。然而，這兩種插座的唯一功能就是提供電源，除此之外，還帶有了位置固定，長(zhǎng)度限制，電力隱患等諸多缺點(diǎn)。如果，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)可以控制插座的開斷，則插座的電力隱患則可以相對(duì)應(yīng)的解決。在本文所介紹的智能插座中，我們可以通過PLC模塊來分離搭載在強(qiáng)電箱中的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)來控制插座的開斷電，這樣我們非但可以讓插座起到一個(gè)定時(shí)作用，同時(shí)還加載了遠(yuǎn)程操控。例如，你早晨上班前將米放在電飯鍋中，打開開關(guān)。在晚上下班前半個(gè)小時(shí)，通過手

5、機(jī)APP的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)來控制插座中的PLC模塊，命令插座通電，當(dāng)你回家便可以直接享受剛剛煮熟的米飯了。于此同時(shí)，該插座還搭載了溫濕度傳感器，使得插座的使用更加安全，便捷，更富于人性化。我們所設(shè)想的“互聯(lián)網(wǎng)+”不僅僅只在弱電上智能，還要在強(qiáng)電上智能，弱電智能部分，市場(chǎng)已經(jīng)形成，而由智能配電箱、智能插座和APP相配合的智能強(qiáng)電，是我們創(chuàng)新的立足點(diǎn)。2 團(tuán)隊(duì)介紹創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)：Charlotte創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)產(chǎn)品名稱：Charlotte智能強(qiáng)電箱套裝Charlotte創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)由四名學(xué)生組成，我們分別是來自黑龍江省、江蘇省、廣西省和遼寧省。雖然我們來自五湖四海，但是我們都有著同一個(gè)夢(mèng)想，為Charlotte智能產(chǎn)品的

6、成功貢獻(xiàn)出自己的力量。在創(chuàng)業(yè)的過程中，為了讓我們的能力能夠最大限度的發(fā)揮，我們有合作，更有分工，具體分工如下。戴旭文：該同學(xué)電子設(shè)計(jì)功底扎實(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸、單片機(jī)有一定研究，因此，他將負(fù)責(zé)強(qiáng)電箱的總體設(shè)計(jì)、智能電表的適配、PLC模塊的調(diào)試與整合。魏鑫磊：該同學(xué)一直堅(jiān)持研究STM32單片機(jī)程序的開發(fā)與移動(dòng)端APP的開發(fā)，因此，她將負(fù)責(zé)STM32單片機(jī)程序編寫及移動(dòng)端APP的開發(fā)與維護(hù)。張心語：該同學(xué)在大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽中曾經(jīng)設(shè)計(jì)并制作了智能插座，有很強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)電操作經(jīng)驗(yàn)，因此，他將負(fù)責(zé)智能插座的設(shè)計(jì)部分和整體強(qiáng)電線路的設(shè)計(jì)。馬春蘭：該同學(xué)在大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽等比賽中多次負(fù)責(zé)電路的設(shè)計(jì)和制造，因此，她

7、將負(fù)責(zé)外圍整體電路的設(shè)計(jì)。3 行業(yè)分析隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和在人們生活上的大量應(yīng)用，智能家居成為了人們一直停留在口頭上的話題，同時(shí)也將“智能”推上了生活家居的風(fēng)口浪尖。那么首先，何為智能家居呢？智能家居（英文：smart home, home automation）的技術(shù)平臺(tái)是住宅，在整個(gè)住宅中運(yùn)用綜合布線技術(shù)，各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和音視頻等技術(shù)，將整個(gè)家居環(huán)境構(gòu)建稱為一個(gè)互聯(lián)互通的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。同時(shí)由于近些年傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，使得整個(gè)家居環(huán)境具有了自我感知功能，也就標(biāo)志著可以實(shí)現(xiàn)真正的智能家居系統(tǒng)。當(dāng)下，智能家居市場(chǎng)剛剛形成，各大科技公司，互聯(lián)網(wǎng)巨頭都在覬覦這塊大大的蛋糕，但就目

8、前的市場(chǎng)情況來看，誰都沒有取得巨大的成功，一些公司率先推出的智能燈具、智能廚具雖然宣傳的很火，但也都沒有引起市場(chǎng)上巨大的波瀾，我們認(rèn)為，智能家居正在迎來黎明前的黑暗，現(xiàn)在缺少的就是一個(gè)能夠?qū)⑦@些智能硬件統(tǒng)一起來的智能核心智能強(qiáng)電，等到智能化的硬件觸角觸及家居的各個(gè)方面之后，智能硬件一定會(huì)如雨后春筍般萌發(fā)。在整個(gè)發(fā)展的初期，市面上根本沒有插頭插座這類產(chǎn)品，所以用電器與電源的連接方式就是原始的鉸擰方式，用電器一旦連接上電源就很難移動(dòng)位置，這樣就給用戶帶來極大的不便，同時(shí)也給用戶帶來一定的用電安全隱患，對(duì)于那些非專業(yè)用戶就極有可能產(chǎn)生觸電事故。但是隨著家用電器的快速發(fā)展和廣泛普及，人們就迫切希望能有

9、一款產(chǎn)品能方便地將用電器與電源連接，在這樣的市場(chǎng)需求的促使下，原始的插頭插座被發(fā)明，世界上的第一款接插件就這樣誕生了。最初，原始的插頭和插座在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，且尺寸和規(guī)格不夠統(tǒng)一，在同一個(gè)國家的不同城市就可能會(huì)出現(xiàn)插頭與插座不匹配的情況。為了解決這個(gè)問題，各國的權(quán)威機(jī)構(gòu)開始制定插頭插座的標(biāo)準(zhǔn)。跟隨世界科技發(fā)展的潮流，我國也在1967年制定了我國第一個(gè)關(guān)于插頭插座的國家標(biāo)準(zhǔn)GB1002-67。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定再一次促進(jìn)了插頭插座的發(fā)展。自此，在尺寸上遵循標(biāo)準(zhǔn)外觀上各異的插頭插座開始涌現(xiàn)。進(jìn)入電氣時(shí)代以來，家用電器得到了全面的發(fā)展。與此同時(shí)，插頭和插座也開始慢慢融入人們的生活，它在整個(gè)電氣時(shí)代扮演著

10、極為重要的角色。自電器設(shè)備大眾化以來，插頭和插座在這漫長(zhǎng)的歲月中得到了巨大發(fā)展，最初的用戶需求只是停留在功能上，而后來，伴隨人們對(duì)生活品質(zhì)要求的提高、用電安全意識(shí)的增強(qiáng)，以及審美的提升，人們對(duì)插頭和插座品質(zhì)的需求也越來越高。按照使用環(huán)境分類可以將插座分為家用插座和工業(yè)用插座。就拿家用插座為例，為了搭配房間的色調(diào)和迎合用戶的審美，插座被制造成各種外型和顏色。又如用在廚房和洗手間的插座，由于使用環(huán)境空氣濕度較大，所以對(duì)插頭插座的防水性提出一定的要求，等等。但是，如今人們對(duì)插座有了新的要求，現(xiàn)有的各類型普通插座在功能上已經(jīng)完全不能滿足需求，功能新穎且智能的插座有著強(qiáng)大的市場(chǎng)需求。廣義電力線通信（Po

11、wer Line Communication，簡(jiǎn)稱PLC）技術(shù)早在六十多年前就應(yīng)用在輸電線路上，用于發(fā)電廠及變電站的調(diào)度指揮通信。通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數(shù)據(jù)、語音、圖象等多媒體業(yè)務(wù)信號(hào)的一種通信方式，主要應(yīng)用于家庭Internet“寬帶”接入和家電智能化聯(lián)網(wǎng)控制，即高速數(shù)據(jù)PLC。本設(shè)計(jì)構(gòu)建了一套基于STM32F103 VET6和PLC的智能插座系統(tǒng)，該插座的優(yōu)點(diǎn)是可以隨意移動(dòng)，適配所有家用電器，對(duì)不同的電器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)靈活的控制，從而給不同的電器設(shè)備賦予智能。管理員通過Android手機(jī)APP向遠(yuǎn)方PLC模塊發(fā)送指令來控制與其相連接的電器設(shè)備，只要電器與插座相連，就可以

12、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電器的開啟與關(guān)閉。它造價(jià)低廉，控制距離遠(yuǎn)，原理簡(jiǎn)單，而且可以整合房屋的弱電箱和強(qiáng)電箱，將它們合二為一，可以讓電腦等一系列需要互聯(lián)網(wǎng)通信的電器擺脫網(wǎng)線的束縛，讓人們的生活告別滿是網(wǎng)線的生活。同時(shí)，也可以解決了wifi信號(hào)不穩(wěn)定的問題，讓人們的網(wǎng)路體驗(yàn)更加舒適。系統(tǒng)里面的PLC模塊用于自動(dòng)分離出強(qiáng)電信號(hào)中的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)以及控制器與管理員之間的遠(yuǎn)距離無線數(shù)據(jù)傳輸?？刂浦噶钣晒芾韱T使用Android手機(jī)下達(dá)，指令被PLC模塊接收后傳送給STM32控制器，由STM32控制器判斷并做出相應(yīng)的操作。STM32控制器也可以控制PLC模塊通過PLC模塊向管理員發(fā)送各種狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)控制器與管理員之間的無

13、線信息交互。4 產(chǎn)品介紹智能強(qiáng)電系統(tǒng)包括兩個(gè)方面：智能硬件和配套軟件；三個(gè)核心部件：智能強(qiáng)電箱、智能插座、手機(jī)端APP。系統(tǒng)示意圖如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)示意圖智能強(qiáng)電系統(tǒng)不僅能通過APP實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)功率反饋，還能自動(dòng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)家庭用電量，過載報(bào)警功能，同時(shí)還具有所有插座的遠(yuǎn)程控制開關(guān)，空插座查找等功能。實(shí)時(shí)功率反饋?zhàn)屛覀冚p松發(fā)現(xiàn)家庭偷偷用電的大老虎與小蒼蠅，蒼蠅老虎要一起打，節(jié)約用電無小事。統(tǒng)計(jì)家庭用電量讓我們對(duì)自己的用電量做到心中有數(shù)，通過與鄰居、好友進(jìn)行網(wǎng)上排行，鼓勵(lì)和促進(jìn)大家節(jié)約能源，節(jié)約用電。傳統(tǒng)的配電箱的供電狀態(tài)只有0和1，過載就跳閘，往往此時(shí)用戶還在電腦等不能斷電的設(shè)備上工作，突

14、然的斷電會(huì)造成巨大的損失，而智能強(qiáng)電箱能做到在功率超過負(fù)載警戒線時(shí)通過APP或者蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，提醒用戶注意負(fù)載情況。很多用戶都有這樣的感覺，平時(shí)感覺插座很多，但要用時(shí)半天找不著插座，這時(shí)候，空插座查找功能是非常有用的。有孩子的家庭都知道，電，一直是懸在家長(zhǎng)頭上的達(dá)摩克利斯之劍，小孩子的手非常喜歡插到插座的眼里，雖然現(xiàn)在的插座都帶有保護(hù)片，需要一定的力量才能頂開保護(hù)片，但是小孩頂開插座保護(hù)片而觸電的悲劇依然時(shí)有發(fā)生，這時(shí)智能插座的插座遠(yuǎn)程開關(guān)功能就顯得非常有必要，需要用這個(gè)插座時(shí)，一鍵打開，可以設(shè)置定時(shí)關(guān)閉或者拔出負(fù)載后立刻關(guān)閉，這樣就能夠保證孩子們的安全，讓悲劇不再發(fā)生。4.1 強(qiáng)電箱強(qiáng)電箱

15、主要由以下幾個(gè)部分組成： 控制用高性能單片機(jī)本模塊主要采用基于STM32F103的高性能單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，同時(shí)，較一般的單片機(jī)，我們注重單片機(jī)的穩(wěn)定性和抗干擾性，首先是在原料的選擇上，我們選擇意法半導(dǎo)體 (STMicroelectronics)生產(chǎn)的高性能單片機(jī)，從源頭上減少單片機(jī)不穩(wěn)定的問題，在設(shè)計(jì)層面，我們大量采用屏蔽罩、屏蔽網(wǎng)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上盡最大可能保證單片機(jī)的穩(wěn)定性，在制造總裝層面，我們?cè)陉P(guān)鍵零部件上，采用購買或者進(jìn)口的方法，彌補(bǔ)我們制造工藝上的不足，在測(cè)試層面，我們采用嚴(yán)苛的條件測(cè)試，保證只有良品才能出廠，才能進(jìn)入消費(fèi)者手中。1) STM32F103型32位單片機(jī)的特點(diǎn)內(nèi)

16、核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz，支持單周期乘法和硬件除法。存儲(chǔ)器：片上集成32-512KB的Flash存儲(chǔ)器。6-64KB的SRAM存儲(chǔ)器。時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：的電源供電和I/O接口的驅(qū)動(dòng)電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測(cè)器（PVD）。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí)鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。DMA：12通

17、道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時(shí)器，ADC，DAC，SPI，IIC和USART。2個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測(cè)量范圍：0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個(gè)溫度傳感器。2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨(dú)有。最多高達(dá)112個(gè)的快速I/O端口：根據(jù)型號(hào)的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個(gè)外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以內(nèi)的輸入。最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位的6通道高級(jí)

18、控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門狗定時(shí)器（獨(dú)立看門狗和窗口看門狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC。最多多達(dá)13個(gè)通信接口：2個(gè)IIC接口（SMBus/PMBus）。5個(gè)USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調(diào)試控制）。3個(gè)SPI接口（18 Mbit/s），兩個(gè)和IIS復(fù)用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封裝形式。2)系統(tǒng)作用(1)集成嵌入式Flash和SRAM存儲(chǔ)器的ARM Cortex-M3內(nèi)核。和8/16位

19、設(shè)備相比，ARM Cortex-M3 32位RISC處理器提供了更高的代碼效率。STM32F103xx微控制器帶有一個(gè)嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和軟件。(2)嵌入式Flash存儲(chǔ)器和RAM存儲(chǔ)器：內(nèi)置多達(dá)512KB的嵌入式Flash，可用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。多達(dá)64KB的嵌入式SRAM可以以CPU的時(shí)鐘速度進(jìn)行讀寫（不待等待狀態(tài)）。(3)可變靜態(tài)存儲(chǔ)器（FSMC）：FSMC嵌入在STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE中，帶有4個(gè)片選，支持四種模式：Flash,RAM,PSRAM,NOR和NAND。3個(gè)FSMC中斷線經(jīng)過OR后連接到NVIC。沒有

20、讀/寫FIFO，除PCCARD之外，代碼都是從外部存儲(chǔ)器執(zhí)行，不支持Boot，目標(biāo)頻率等于SYSCLK/2，所以當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘是72MHz時(shí)，外部訪問按照36MHz進(jìn)行。(4)嵌套矢量中斷控制器（NVIC）：可以處理43個(gè)可屏蔽中斷通道（不包括Cortex-M3的16根中斷線），提供16個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。緊密耦合的NVIC實(shí)現(xiàn)了更低的中斷處理延遲，直接向內(nèi)核傳遞中斷入口向量表地址，緊密耦合的NVIC內(nèi)核接口，允許中斷提前處理，對(duì)后到的更高優(yōu)先級(jí)的中斷進(jìn)行處理，支持尾鏈，自動(dòng)保存處理器狀態(tài)，中斷入口在中斷退出時(shí)自動(dòng)恢復(fù)，不需要指令干預(yù)。(5)外部中斷/事件控制器（EXTI）：外部中斷/事件控制器由用于1

21、9條產(chǎn)生中斷/事件請(qǐng)求的邊沿探測(cè)器線組成。每條線可以被單獨(dú)配置用于選擇觸發(fā)事件（上升沿，下降沿，或者兩者都可以），也可以被單獨(dú)屏蔽。有一個(gè)掛起寄存器來維護(hù)中斷請(qǐng)求的狀態(tài)。當(dāng)外部線上出現(xiàn)長(zhǎng)度超過內(nèi)部APB2時(shí)鐘周期的脈沖時(shí)，EXTI能夠探測(cè)到。多達(dá)112個(gè)GPIO連接到16個(gè)外部中斷線。(6)時(shí)鐘和啟動(dòng)：在啟動(dòng)的時(shí)候還是要進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)鐘選擇，但復(fù)位的時(shí)候內(nèi)部8MHz的晶振被選用作CPU時(shí)鐘?？梢赃x擇一個(gè)外部的4-16MHz的時(shí)鐘，并且會(huì)被監(jiān)視來判定是否成功。在這期間，控制器被禁止并且軟件中斷管理也隨后被禁止。同時(shí)，如果有需要（例如碰到一個(gè)間接使用的晶振失敗），PLL時(shí)鐘的中斷管理完全可用。多個(gè)預(yù)比

22、較器可以用于配置AHB頻率，包括高速APB(PB2)和低速APB（APB1），高速APB最高的頻率為72MHz，低速APB最高的頻率為36MHz。(7)Boot模式：在啟動(dòng)的時(shí)候，Boot引腳被用來在3種Boot選項(xiàng)種選擇一種：從用戶Flash導(dǎo)入，從系統(tǒng)存儲(chǔ)器導(dǎo)入，從SRAM導(dǎo)入。Boot導(dǎo)入程序位于系統(tǒng)存儲(chǔ)器，用于通過USART1重新對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程。(8)電源供電方案：VDD ，電壓范圍為，外部電源通過VDD引腳提供，用于I/O和內(nèi)部調(diào)壓器。VSSA和VDDA，電壓范圍為，外部模擬電壓輸入，用于ADC，復(fù)位模塊，RC和PLL，在VDD范圍之內(nèi)（ADC被限制在2.4V），VSSA和V

23、DDA必須相應(yīng)連接到VSS和VDD。VBAT，電壓范圍為，當(dāng)VDD無效時(shí)為RTC，外部32KHz晶振和備份寄存器供電（通過電源切換實(shí)現(xiàn)）。(9)電源管理：設(shè)備有一個(gè)完整的上電復(fù)位（POR）和掉電復(fù)位（PDR）電路。這條電路一直有效，用于確保從2V啟動(dòng)或者掉到2V的時(shí)候進(jìn)行一些必要的操作。當(dāng)VDD低于一個(gè)特定的下限VPOR/PDR時(shí)，不需要外部復(fù)位電路，設(shè)備也可以保持在復(fù)位模式。設(shè)備特有一個(gè)嵌入的可編程電壓探測(cè)器（PVD），PVD用于檢測(cè)VDD，并且和VPVD限值比較，當(dāng)VDD低于VPVD或者VDD大于VPVD時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。中斷服務(wù)程序可以產(chǎn)生一個(gè)警告信息或者將MCU置為一個(gè)安全狀態(tài)。PVD

24、由軟件使能。(10)電壓調(diào)節(jié)：調(diào)壓器有3種運(yùn)行模式：主（MR），低功耗（LPR）和掉電。MR用在傳統(tǒng)意義上的調(diào)節(jié)模式（運(yùn)行模式），LPR用在停止模式，掉電用在待機(jī)模式：調(diào)壓器輸出為高阻，核心電路掉電，包括零消耗（寄存器和SRAM的內(nèi)容不會(huì)丟失）。(11)低功耗模式：STM32F103xx支持3種低功耗模式，從而在低功耗，短啟動(dòng)時(shí)間和可用喚醒源之間達(dá)到一個(gè)最好的平衡點(diǎn)。休眠模式：只有CPU停止工作，所有外設(shè)繼續(xù)運(yùn)行，在中斷/事件發(fā)生時(shí)喚醒CPU；停止模式：允許以最小的功耗來保持SRAM和寄存器的內(nèi)容。1.8V區(qū)域的時(shí)鐘都停止，PLL，HSI和HSE RC振蕩器被禁能，調(diào)壓器也被置為正?；蛘叩凸?/p>

25、模式。設(shè)備可以通過外部中斷線從停止模式喚醒。外部中斷源可以使16個(gè)外部中斷線之一，PVD輸出或者TRC警告。待機(jī)模式：追求最少的功耗，內(nèi)部調(diào)壓器被關(guān)閉，這樣1.8V區(qū)域斷電。PLL,HSI和HSE RC振蕩器也被關(guān)閉。在進(jìn)入待機(jī)模式之后，除了備份寄存器和待機(jī)電路，SRAM和寄存器的內(nèi)容也會(huì)丟失。當(dāng)外部復(fù)位（NRST引腳），IWDG復(fù)位，WKUP引腳出現(xiàn)上升沿或者TRC警告發(fā)生時(shí)，設(shè)備退出待機(jī)模式。進(jìn)入停止模式或者待機(jī)模式時(shí)，TRC,IWDG和相關(guān)的時(shí)鐘源不會(huì)停止。4.1.2 PLC調(diào)制解調(diào)器模塊在PLC模塊的選擇上，初期我們采用成熟的來自西門子或者三菱重工的一體化模塊，這些成型的模塊一方面可以

26、提高我們的良品率，同時(shí)也降低了我們初期售后的難度，但是，作為智能強(qiáng)電上用于連接各個(gè)設(shè)備的主要聯(lián)網(wǎng)部件，PLC模塊的自產(chǎn)才能讓我們真正擺脫其他公司的控制，真正能夠控制價(jià)格，能夠控制產(chǎn)量。我們預(yù)計(jì)，在5年之后，我們將擁有自己的PLC加工車間，實(shí)現(xiàn)完全自產(chǎn)化。 智能電表智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，智能電表除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計(jì)量功能以外，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)和新能源的使用它還具有用電信息存儲(chǔ)、雙向多種費(fèi)率計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電表代表著未來節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。隨著智能電

27、網(wǎng)的日益發(fā)展，世界各國對(duì)于智能化用戶終端的需求也日益增大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在未來5年，隨著智能電網(wǎng)在世界各國的建設(shè)，智能電表在全球安裝的數(shù)量將高達(dá)2億只。同樣，在中國，隨著國家堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)展，作為用戶端的智能電表的需求也會(huì)大幅度地增長(zhǎng)，保守的預(yù)計(jì)，市場(chǎng)將會(huì)有1.7億只左右的需求。美國政府為升級(jí)本國電網(wǎng)的撥款中，就有一部分專門用于在未來3年致使13%的美國家庭(1800萬戶家庭)能裝上智能電表。在歐洲，意大利及瑞典已經(jīng)完成先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施的部署，將所有普通電表更換為智能電表。法國、西班牙、德國和英國預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)完成也將完成智能電表的全面推廣和應(yīng)用。而在中國，早在2007年，國家就提出了“智

28、慧電網(wǎng)”工程，其中，智能電表就是很重要的一環(huán)，通過智能電表的引入，我們的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的功率反饋與方便快捷的電費(fèi)繳納、用電量查詢等功能，使我們的強(qiáng)電箱功能更加強(qiáng)大、更加貼近生活。我們所采購的產(chǎn)品采用了最先進(jìn)的IC卡技術(shù)和SMT工藝以及專用電能計(jì)量芯片和單片微型計(jì)算機(jī)為核心部件的全電子設(shè)備，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合GB/T18460的技術(shù)要求。1)主要功能（1）預(yù)付費(fèi)功能：預(yù)收電費(fèi)，剩余電量為零時(shí)自動(dòng)拉閘斷電。（2）合閘拉閘方式：內(nèi)附開關(guān)和外附控電開關(guān)兩種規(guī)格。（3）記憶功能：斷電情況下表內(nèi)數(shù)據(jù)可保存10年。（4）顯示功能：雙顯示，計(jì)度器顯示累計(jì)用電量，LED顯示器顯示剩余電量及其它信息。（5）能夠檢

29、測(cè)出普通電表無法檢測(cè)的流量（例如插座、接線板等等）。準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)。（6）智能調(diào)價(jià)模式可以針對(duì)用電過多的用戶進(jìn)行智能調(diào)價(jià)，以達(dá)到節(jié)能減排的作用。（7）擁有標(biāo)準(zhǔn)的4針腳串口，并且提供外置單片機(jī)接入API，便于集成其它智能硬件。2)技術(shù)指標(biāo)（1）準(zhǔn)確度等級(jí)：1.0級(jí)，基本誤差、起動(dòng)、潛動(dòng)符合國標(biāo)要求。（2）電流規(guī)格：2.5(10)A5(20)A10(40)A20(80)A30(120)A（3）電表常數(shù)：1600imp/kWh800imp/kWh（4）功耗<1.0W（5）非接觸式（射頻）IC卡專利技術(shù)：采用世界上最先進(jìn)的射頻IC卡及基站技術(shù)，全密封、非接觸，防潮、防水、防攻擊、防竊電、抗磁、抗干擾性

30、能好。（6）數(shù)據(jù)表決糾錯(cuò)技術(shù)：表內(nèi)每個(gè)數(shù)據(jù)存放在五處，若萬一數(shù)據(jù)出錯(cuò)，則另外幾處可對(duì)其進(jìn)行糾錯(cuò)，從而作到數(shù)據(jù)絕對(duì)可靠，萬無一失。（7）高速串口通信技術(shù)：表內(nèi)配置高速串口通訊IC，能夠?qū)崟r(shí)，高速傳遞電表狀態(tài)與使用信息，提供的API能夠方便將電表數(shù)據(jù)與家庭智能終端相同步，提升智能家居體驗(yàn)。4.1.4 總斷路器斷路器的選擇我們會(huì)從以下幾方面考慮：（1）斷路器類型的選擇：應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合和保護(hù)要求來選擇。如一般選用塑殼式；短路電流很大時(shí)選用限流型；額定電流比較大或有選擇性保護(hù)要求時(shí)選用框架式；控制和保護(hù)含有半導(dǎo)體器件的直流電路時(shí)應(yīng)選用直流快速斷路器等。（2）斷路器額定電壓、額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備

31、的正常工作電壓、工作電流。（3）斷路器極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流。（4）欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。（5）過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負(fù)載電流。因此，我們選擇DW45智能斷路器智能斷路器是用微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型傳感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是由電力電子技術(shù)、數(shù)字化控制裝置組成執(zhí)行單元，代替常規(guī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助開關(guān)和輔助繼電器。新型傳感器與數(shù)字化控制裝置相配合，獨(dú)立采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，可檢測(cè)設(shè)備缺陷和故障，在缺陷變?yōu)楣收锨鞍l(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便采取措施避免事故發(fā)生。智能斷路器實(shí)現(xiàn)電子操動(dòng)，變機(jī)械儲(chǔ)能為電容儲(chǔ)能，變機(jī)械傳動(dòng)為變頻器經(jīng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，機(jī)械系統(tǒng)可靠性

32、提高。在目前階段，智能斷路器得到了相應(yīng)的發(fā)展，具有智能操作功能的斷路器是在現(xiàn)有斷路器的基礎(chǔ)上引入智能控制單元，它由數(shù)據(jù)采集、智能識(shí)別和調(diào)節(jié)裝置3個(gè)基本模塊構(gòu)成。智能識(shí)別模塊是智能控制單元的核心，由微處理器構(gòu)成的微機(jī)控制系統(tǒng)，能根據(jù)操作前所采集到的電網(wǎng)信息和主控制室發(fā)出的操作信號(hào)，自動(dòng)地識(shí)別操作時(shí)斷路器所處的電網(wǎng)工作狀態(tài)，根據(jù)對(duì)斷路器仿真分析的結(jié)果決定出合適的分合閘運(yùn)動(dòng)特性，并對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出調(diào)節(jié)信息，待調(diào)節(jié)完成后再發(fā)出分合閘信號(hào);數(shù)據(jù)采集模塊主要由新型傳感器組成，隨時(shí)把電網(wǎng)的數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)的形式提供給智能識(shí)別模塊，以進(jìn)行處理分析;執(zhí)行機(jī)構(gòu)由能接收定量控制信息的部件和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器組成，用來調(diào)整操動(dòng)機(jī)

33、構(gòu)的參數(shù)，以便改變每次操作時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性。此外，還可根據(jù)需要加裝顯示模塊、通信模塊以及各種檢測(cè)模塊，以擴(kuò)大智能操作斷路器的智能化功能。智能斷路器基本工作模式是根據(jù)監(jiān)測(cè)到的不同故障電流，自動(dòng)選擇操作機(jī)構(gòu)及滅弧室預(yù)先設(shè)定的工作條件，如正常運(yùn)行電流較小時(shí)以較低速度分閘，系統(tǒng)短路電流較大時(shí)以較高速度分閘，以獲得電氣和機(jī)械性能上的最佳分閘效果。這種智能操作要求斷路器具有機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間上的可控性，目前斷路器常用的氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，液壓操作機(jī)構(gòu)和彈簧操作機(jī)構(gòu)由于中間轉(zhuǎn)換介質(zhì)等因素，控制時(shí)間離散性大，其運(yùn)動(dòng)特性很難達(dá)到理想的可控狀態(tài)。采取電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器利用電容儲(chǔ)能、永磁保持、電磁驅(qū)動(dòng)、電子控制等技術(shù)，當(dāng)機(jī)構(gòu)確定

34、后運(yùn)動(dòng)部件只有一個(gè)，沒有中間轉(zhuǎn)換介質(zhì)，分合閘特性僅與線圈參數(shù)相關(guān)，可以通過微電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的控制，通過對(duì)于速度特性控制實(shí)現(xiàn)斷路器的智能化操作。智能操作斷路器的工作過程是:當(dāng)智能配電箱單片機(jī)下達(dá)分閘指令或由操作人員發(fā)出操作信號(hào)后，首先啟動(dòng)智能識(shí)別模塊工作，判斷當(dāng)前斷路器所處的工作條件，對(duì)調(diào)節(jié)裝置發(fā)出不同的定量控制信息而自動(dòng)調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)，以獲得與當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)相適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)特性，然后使斷路器動(dòng)作。 防火、漏電保護(hù)開關(guān)根據(jù)保護(hù)器的工作原理，可分為電壓型、電流型和脈沖型三種。電壓型保護(hù)器接于變壓器中性點(diǎn)和大地間，當(dāng)發(fā)生觸電時(shí)中性點(diǎn)偏移對(duì)地產(chǎn)生電壓，以此來使保護(hù)動(dòng)作切斷電源，但由于它是對(duì)整個(gè)

35、配變低壓網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，不能分級(jí)保護(hù)，因此停電范圍大，動(dòng)作頻繁，所以已被淘汰。脈沖型電流保護(hù)器是當(dāng)發(fā)生觸電時(shí)使三相不平衡漏電流的相位、幅值產(chǎn)生的突然變化，以此為動(dòng)作信號(hào)，但也有死區(qū)。目前應(yīng)用廣泛的是電流型漏電保護(hù)器，所以我們主要采用電流型的保護(hù)器。4.1.6 分路斷路器基本類似于總斷路器，這里不再敘述，斷路器的選擇較總斷路器在電流通過能力上要求有所降低，但是在設(shè)備體積要求上在總短路器的要求上有所提高，因?yàn)樵谕粋€(gè)智能電表中，分路斷路器的數(shù)量可能有幾個(gè)到幾十個(gè)不等，模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化是分路斷路器選擇的一個(gè)重要依據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)連接線路強(qiáng)電箱通過網(wǎng)線連到路由器上，提供網(wǎng)絡(luò)接入，而強(qiáng)電箱和智能插座之間的通信采用類

36、似PLC調(diào)制解調(diào)器（電力貓）的方式，將信號(hào)載在220V市電上，一個(gè)電線就可以完成輸電和控制兩重作用，而不使用wifi的原因一是插座和強(qiáng)電箱一般是埋在墻內(nèi)，wifi信號(hào)不佳，二是因?yàn)閺?qiáng)電箱內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜，通過wifi傳輸干擾大，不利于控制。整體系統(tǒng)示意圖如圖4.2所示。圖4.2 系統(tǒng)示意圖4.2 智能強(qiáng)電APP智能強(qiáng)電APP是一款具有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)功率反饋，自動(dòng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)家庭用電量，過載報(bào)警功能，同時(shí)還具有所有插座的遠(yuǎn)程控制開關(guān)，空插座查找等功能的實(shí)用家庭必備軟件。APP主界面如圖4.3所示。圖4.3主界面示意圖 遠(yuǎn)程控制開關(guān)功能它可以通過“添加遙控器”的按鈕，進(jìn)入選擇設(shè)備階段，通過網(wǎng)絡(luò)搜索準(zhǔn)確查找插座

37、遙控器的信息，若未查找到，可通過搜索插座型號(hào)，品牌等信息查找出來并根據(jù)提示您的信息，改變適配你的設(shè)備的常用按鍵，設(shè)備可通過聲音顯示是否實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，待設(shè)備啟動(dòng)后，按“確定”即可，此外，你可以根據(jù)其他需要，改變插座的適用電壓，可以設(shè)置定時(shí)關(guān)閉或者拔出負(fù)載后立刻關(guān)閉等操作。每當(dāng)您使用完插座后，您就可以通過軟件來關(guān)閉插座，這樣，即使是有孩子的家庭，也不必?fù)?dān)心因孩子淘氣，用手插入插座的事情了。遠(yuǎn)程控制開關(guān)示意圖如圖4.4所示。圖4.4遠(yuǎn)程控制開關(guān)示意圖4.2.2 實(shí)時(shí)功率反饋功能如今，越來越多的大功率電器進(jìn)入了尋常百姓家，而在很多老式住宅中，供電線路能夠承受的最大電流往往只有20A甚至更低，此時(shí)，一款能提

38、供實(shí)時(shí)功率反饋并在超載時(shí)報(bào)警的軟件就顯得尤為必要，APP通過網(wǎng)絡(luò)與智能強(qiáng)電箱中的智能電表互聯(lián)，得到實(shí)時(shí)的用電數(shù)據(jù)，并在超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警，保障用電安全。功率反饋示意圖如圖4.5所示。圖4.5功率反饋示意圖4.2.3 空插座查找功能如果為空插座，說明插座進(jìn)入弱電流狀態(tài)，它所連通的APP就可以收到推送消息，在遠(yuǎn)程控制開關(guān)階段，已經(jīng)存好關(guān)于插座的相關(guān)信息，例如，插座在哪個(gè)屋子等等。很多用戶都有這樣的感覺，平時(shí)感覺插座很多，但要用時(shí)半天找不著插座，這時(shí)候，空插座查找功能是非常有用的。空插座查找示意圖如圖4.6所示。圖4.6空插座查找示意圖4.2.4 自動(dòng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)家庭用電量功能可以幫你管控家中電器的電源開

39、關(guān)狀態(tài)。它通過一個(gè)內(nèi)置芯片組的插頭來檢測(cè)家用電器電量使用情況，如果有什么設(shè)備進(jìn)入弱電流狀態(tài)，它所連通的APP就可以收到推送消息，提醒你有哪些不工作的設(shè)備正在浪費(fèi)電。另外它也可以通過圍籬技術(shù)（可以設(shè)定地理位置范圍以動(dòng)態(tài)生成提醒的技術(shù)），來檢測(cè)你家中未關(guān)閉的電源，幫你在出門后自動(dòng)關(guān)上他們。傳統(tǒng)的配電箱的供電狀態(tài)只有0和1，過載就跳閘，往往此時(shí)用戶還在電腦等不能斷電的設(shè)備上工作，突然的斷電會(huì)造成巨大的損失，而智能強(qiáng)電箱能做到在功率超過負(fù)載警戒線時(shí)通過APP或者蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，提醒用戶注意負(fù)載情況。家中所有設(shè)備的電量耗費(fèi)情況都會(huì)被它記錄下來并存儲(chǔ)到云端，換言之，你就可以大概計(jì)算一下每個(gè)月要交多少電費(fèi)。

40、若要將這些數(shù)據(jù)同步到手機(jī)上，可以通過vHub設(shè)備，這個(gè)設(shè)備負(fù)責(zé)將內(nèi)置芯片的插頭中接收到的信息連網(wǎng)同步到app中，最多可以匹配16個(gè)插頭，同時(shí)，統(tǒng)計(jì)家庭用電量讓我們對(duì)自己的用電量做到心中有數(shù)，通過與鄰居、好友進(jìn)行網(wǎng)上排行，鼓勵(lì)和促進(jìn)大家節(jié)約能源，節(jié)約用電。自動(dòng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)家庭用電量示意圖如圖4.7所示。圖4.7自動(dòng)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)家庭用電量示意圖4.3 智能插座智能插座主要由微處理器控制電路和PLC調(diào)制解調(diào)器組成，本設(shè)計(jì)選用的是意法半導(dǎo)體的STM32F103 VET6處理器。該處理器基于ARM Cortex-M 32位內(nèi)核，專門為低功耗、低成本且高性能而設(shè)計(jì)，應(yīng)用于各種嵌入式設(shè)備中。該款芯片是STM32系列

41、中的增強(qiáng)版F103，最高運(yùn)行頻率可達(dá)72MHz。不但可以滿足本設(shè)計(jì)的性能需求，而且為后期功能擴(kuò)展預(yù)留了空間。片上集成512KB的Flash存儲(chǔ)器和64KB的SRAM儲(chǔ)存器。由于ST公司為這一系列的芯片開發(fā)了功能極其全面的庫函數(shù)，所以此系列的芯片自2010年發(fā)布以來，在工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。無論是從網(wǎng)上還是書籍上都能搜索查閱到此系列芯片的大量信息。從一定程度上降低了開發(fā)難度且縮短了開發(fā)周期。本設(shè)計(jì)選擇PLC模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數(shù)據(jù)、語音、圖象等多媒體業(yè)務(wù)信號(hào)的一種通信方式，主要應(yīng)用于家庭Internet“寬帶”接入和家電智能化聯(lián)網(wǎng)控制，即高速數(shù)據(jù)P

42、LC。借助PLC通信的便捷和STM32F103 VET6芯片強(qiáng)大的運(yùn)算性能，設(shè)計(jì)一款結(jié)合這兩項(xiàng)強(qiáng)大功能的智能插座，將有很大的實(shí)用價(jià)值。通過PLC連接智能強(qiáng)電箱并接受強(qiáng)電箱的統(tǒng)一控制，通過微處理器實(shí)時(shí)控制插座的通電情況，同時(shí)，也實(shí)時(shí)向強(qiáng)電箱反饋?zhàn)陨淼臓顟B(tài)和問題，實(shí)現(xiàn)插座和強(qiáng)電箱的雙向交流。4.3.1 PLC模塊的概念通常，我們上網(wǎng)的方式一般有：利用電話線的撥號(hào)xDSL方式；利用有線電視線路的CABLE MODEM方式，或利用雙絞線的以太網(wǎng)方式。我們又多了一種更方便，更經(jīng)濟(jì)的選擇：利用電線，這就是PLC！PLC的英文全稱是Power Line Communication，即電力線通信。通過利用傳輸

43、電流的電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號(hào)，就立即可享受4.545Mbps的高速網(wǎng)絡(luò)接入，來瀏覽網(wǎng)頁撥打電話，和觀看在線電影，從而實(shí)現(xiàn)集數(shù)據(jù)語音視頻，以及電力于一體的"四網(wǎng)合一"！另外，可將房屋內(nèi)的電話電視音響冰箱等家電利用PLC連接起來，進(jìn)行集中控制，實(shí)現(xiàn)"智能家庭"的夢(mèng)想。PLC主要是作為一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)"最后一公里"的解決方案，適用于居民小區(qū)，學(xué)校，酒店，寫字樓等領(lǐng)域。廣義電力線通信（Power Line Communication，簡(jiǎn)稱PLC）技術(shù)早在六十多年前就應(yīng)

44、用在輸電線路上，用于發(fā)電廠及變電站的調(diào)度指揮通信。通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數(shù)據(jù)、語音、圖象等多媒體業(yè)務(wù)信號(hào)的一種通信方式，主要應(yīng)用于家庭Internet“寬帶”接入和家電智能化聯(lián)網(wǎng)控制，即高速數(shù)據(jù)PLC。4.3.2 PLC模塊的原理PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí)，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸，在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號(hào)?？蛇_(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M45M之間。PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí)，來

45、自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號(hào)解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。4.3.3 PLC模塊的優(yōu)勢(shì)（1）實(shí)現(xiàn)成本低由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。（2）范圍廣電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。PLC可以輕松地滲透到每個(gè)家庭，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。（3）高速率 PLC能夠提供高速的傳輸。其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而4.5M45Mbps之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號(hào)上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之

46、中。（4）永遠(yuǎn)在線 PLC屬于"即插即用"，不用煩瑣的撥號(hào)過程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)?。?）便捷。不管在家里的哪個(gè)角落，只要連接到房間內(nèi)的任何電源插座上，就可立即擁有PLC帶來的高速網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)對(duì)PLC技術(shù)模塊的介紹，則可以大致理解本設(shè)計(jì)的思維。本設(shè)計(jì)便是將插座和PLC模塊結(jié)合到一起，致使插座中自帶PLC模塊，使得電腦等一系列家用電器實(shí)現(xiàn)插入電源即有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。同時(shí)，PLC模塊還帶有反饋，傳感功能，可以將電力信號(hào)等數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)反饋到手機(jī)APP上，實(shí)現(xiàn)真正的安全無患，遠(yuǎn)程操控，方便生活。4.3.4 溫濕度傳感設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的智能插座中除卻PLC遠(yuǎn)程操控網(wǎng)絡(luò)模塊之外，還包含溫濕度傳感

47、設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)更能體現(xiàn)智能插座的智能型和人性化。本設(shè)計(jì)為了增加穩(wěn)定性和加快開發(fā)速度。選擇的是DHT11溫濕度傳感器。DHT11是一款有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度傳感器。精度濕度+-5%RH，溫度+-2，量程濕度20-90%RH，溫度050。DHT11有專用的數(shù)字模塊，直接在傳感器內(nèi)將采集到的溫度和濕度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過單線串行通信協(xié)議將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸給STM32控制器。該傳感器內(nèi)部集成了一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC感溫元件，與這兩個(gè)元件相連的是一個(gè)高性能的8位單片機(jī)。其特點(diǎn)是響應(yīng)迅速、性價(jià)比高、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定。而且每個(gè)DHT11傳感器在出廠前都經(jīng)過極為嚴(yán)格的溫濕度校準(zhǔn)，

48、在內(nèi)部的OTP內(nèi)存中存儲(chǔ)著校準(zhǔn)系數(shù)，傳感器每次在處理溫濕度信號(hào)時(shí)都會(huì)調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。外部結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，三個(gè)引腳分別是：VCC、GND、DATA。數(shù)據(jù)通過單線串行通信接口與STM32控制器進(jìn)行交換。連接方便，體積小，功耗低。首先是配置DHT11傳感器。通過調(diào)用DHT11_GPIO_Config(void)來配置傳感器，傳感器與STM32控制器是通過串行通信的方式進(jìn)行連接。在STM32控制器端選擇GPIOB10端口與溫濕度傳感器GHT11進(jìn)行通信。配置GPIOB10口為輸入和輸出，輸入時(shí)選擇上拉輸入。輸出時(shí)選擇推挽輸出，以50MHz的頻率輸出。智能插座示意圖如圖4.8所示。圖4.8智能插座示意圖

49、5 人員與組織結(jié)構(gòu)為了能夠更快更好將我們的產(chǎn)品推向市場(chǎng)，我們將創(chuàng)辦一家以智能強(qiáng)電產(chǎn)品為主打產(chǎn)品的高科技企業(yè)，在公司成立初期，將采取直線職能制組織結(jié)構(gòu)，實(shí)行總經(jīng)理負(fù)責(zé)制,對(duì)董事會(huì)負(fù)責(zé)。公司下設(shè)機(jī)構(gòu)：市場(chǎng)部、財(cái)務(wù)部、研發(fā)部、客服部、人力資源部和生產(chǎn)部。創(chuàng)業(yè)小組成員將分別參與公司的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、市場(chǎng)營(yíng)銷與財(cái)務(wù)管理工作；公司還聘請(qǐng)了專職注冊(cè)會(huì)計(jì)師、注冊(cè)資產(chǎn)評(píng)估師作為財(cái)務(wù)管理顧問；聘請(qǐng)專職人員擔(dān)任人力資源顧問。組織結(jié)構(gòu)圖如圖5.1所示。圖5.1組織結(jié)構(gòu)圖6 市場(chǎng)預(yù)測(cè)人類經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)時(shí)代、工業(yè)時(shí)代，現(xiàn)已進(jìn)入了信息時(shí)代。那么，信息時(shí)代以后，人類社會(huì)又會(huì)進(jìn)入一個(gè)什么樣的時(shí)代呢？權(quán)威專家普遍認(rèn)為：人類將進(jìn)入一個(gè)

50、智能時(shí)代！人們將享受科技為人類帶來的智能化生活方式。20世紀(jì)60年代初到80年代初，國外住宅電子化開始出現(xiàn)；80年代中期，形成了住宅自動(dòng)化概念；國內(nèi)90年代初，出現(xiàn)了通過總線技術(shù)對(duì)住宅中各種通信/家電/安防設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，這在美國被稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家居的原型。目前，國內(nèi)智能家居市場(chǎng)尚不成熟，處于起步階段。市場(chǎng)進(jìn)入和開發(fā)初期的目標(biāo)客戶群定位在高收入階層的家庭用戶，尤其是IT、電子、建筑等行業(yè)的白領(lǐng)階層，對(duì)于智能家居這種理念比較容易接受，他們是市場(chǎng)進(jìn)入的首要切入點(diǎn)。隨著智能家居理念在人們生活中的不斷深入，目標(biāo)客戶群逐漸調(diào)整為廣大的普通家庭用戶。據(jù)報(bào)道，國務(wù)院總

51、理李克強(qiáng)在2015年上半年的6次參觀訪問中，6次提到創(chuàng)新，4次提到了互聯(lián)網(wǎng)+，政府的密集發(fā)聲體現(xiàn)了國家對(duì)智能家居的關(guān)注和重視，而每年數(shù)千萬套商品房的推出使智能建筑市場(chǎng)對(duì)智能產(chǎn)品的需求量將以每年150億元的需求向上發(fā)展。07年智能家居的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通過后，在未來的至少20年時(shí)間里，智能家居行業(yè)將成為中國最具發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)之一，其市場(chǎng)的發(fā)展前景非常廣闊。據(jù)實(shí)地調(diào)查,以均價(jià)8000元/平方米為標(biāo)準(zhǔn)，目前我市有33個(gè)高檔小區(qū)，平均每個(gè)小區(qū)大約有2500左右的住房，入住率達(dá)到70%左右，僅這些小區(qū)潛在的用戶就有5.8萬左右，說明我市智能家居市場(chǎng)有很大的空間。創(chuàng)業(yè)團(tuán)體對(duì)我市高檔小區(qū)500份問卷的實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯

52、示,直接愿意購買公司產(chǎn)品的占14.6%,5類職業(yè)的人群占有購買欲望人數(shù)的62%，這樣就會(huì)有5.8×14.6%×0.620.5萬左右的用戶,又有75.3%的家庭用戶對(duì)本公司的產(chǎn)品感興趣，作保守估計(jì)，感興趣的潛在用戶中有20%會(huì)購買公司產(chǎn)品，則5.8×75.3%×20%×0.620.5萬左右，這樣公司將第一年的市場(chǎng)開發(fā)期的銷售數(shù)量定在1萬套；考慮到第2年要以我市為中心逐漸輻射到整個(gè)東北市場(chǎng)，將第2年的銷售數(shù)量定在2萬套；第3年至第5年公司將要進(jìn)軍全國市場(chǎng)，屆時(shí)智能家居行業(yè)進(jìn)入發(fā)展階段，大量企業(yè)進(jìn)入此行業(yè)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈。在這樣的背景下我們需要開發(fā)

53、新一套甚至更多的升級(jí)版本，一是刺激老用戶更新設(shè)備，而是通過更新更出色的設(shè)備去吸引更多的客戶去購買，從而在群雄逐鹿的時(shí)代分得“互聯(lián)網(wǎng)+”的一杯羹。7 營(yíng)銷策略7.1 營(yíng)銷計(jì)劃市場(chǎng)營(yíng)銷劃分為三個(gè)階段，即市場(chǎng)進(jìn)入和開發(fā)階段、市場(chǎng)成長(zhǎng)階段和市場(chǎng)成熟階段。在不同的階段采取不同的銷售渠道，銷售方式和推廣策略，以獲得所期望的銷售額。1) 市場(chǎng)進(jìn)入和開發(fā)階段（1-2年）主要通過多種營(yíng)銷渠道及廣告宣傳推廣智能家居理念，樹立品牌形象，全力攻占我市市場(chǎng)，并以我市為中心逐漸輻射東北地區(qū)市場(chǎng)。目標(biāo)客戶群是高收入階層的家庭用戶。市場(chǎng)進(jìn)入階段以智能家居理念的普及為主要目標(biāo)，在我市區(qū)范圍內(nèi)大力推廣智能家居理念及公司品牌，首先

54、應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)高收入職業(yè)的家庭用戶，將公關(guān)策略和推廣策略緊密結(jié)合。在此階段，我們公司的銷售方式為以下兩種：集團(tuán)直銷：針對(duì)房地產(chǎn)開發(fā)商的樓盤采取直接攻單銷售。用戶直銷：針對(duì)的是家庭用戶的直銷，目前多以豪宅、別墅等為主。2) 市場(chǎng)成長(zhǎng)階段（3-5年）由于在市場(chǎng)進(jìn)入和開發(fā)階段，智能家居理念已得到深入推廣，產(chǎn)品的品牌形象已逐漸建立，此階段本公司將大舉進(jìn)軍全國市場(chǎng)。采取的主要方式為：將中國按照地理位置分為七個(gè)大區(qū)，分塊實(shí)行不同的戰(zhàn)略，在廣州、上海成立分公司，在西安、成都、武漢設(shè)立辦事處，積極尋找并在各大區(qū)內(nèi)設(shè)立大區(qū)級(jí)經(jīng)銷商，為了強(qiáng)有力的控制分銷渠道。此階段的目標(biāo)為在全國范圍內(nèi)樹立起Charlotte智能家居的品牌，進(jìn)一步加大銷售渠道、各種廣告的投入，重點(diǎn)是電視廣告的投入；同時(shí)每月在網(wǎng)絡(luò)上定期舉辦以“Charlotte智能家居”冠名的“互聯(lián)網(wǎng)+”知識(shí)競(jìng)賽活動(dòng)，設(shè)立獎(jiǎng)項(xiàng)，通過報(bào)紙電視等媒體在全國范圍內(nèi)進(jìn)行宣傳；在各大城市加強(qiáng)產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)展示和促銷活動(dòng)。公司將此階段目標(biāo)客戶群為廣大普通家庭用戶。此階段相比市場(chǎng)進(jìn)入和開發(fā)階段增加了3個(gè)銷售渠道，如下:（1）智能家居專賣店通過設(shè)立專業(yè)的智能